BR102018073020B1 - Sistema de classificação e filtragem total da água pluvial captada - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO E FILTRAGEM TOTAL DA ÁGUA PLUVIAL CAPTADA Sistema de classificação e filtragem total da água pluvial captada (100). Patente de Invenção para um dispositivo filtrante que capta e aproveita toda água limpa (101B) de uma chuva e que elimina água turva/imprópria (101A) antes de iniciar o processo de filtragem, pois é provido de dispositivos de monitoramento da água (101) dentro de uma câmara de leitura de dados (125) que classificam a água captada. É adaptável a todo regime de chuva (100), pois é provido de elemento filtrante flexível (119) que sofre alterações em sua forma de acordo com o fluxo de água ao qual é submetido. Os dispositivos (129 e 130) presentes no elemento filtrante monitoram a concentração de lixo (120) e enviam dados para o módulo de comando. Caso haja determinada concentração, o atuador (132) moverá o filtro da posição de filtragem para uma posição vertical (não filtragem), para sua autolimpeza evitando desperdício constante de água. O atuador retornará o filtro para posição de filtragem ao fim da autolimpeza. Além de poder ser usado na captação de chuva nas edificações, também é aplicável no tratamento de água de mananciais, de indústrias, entre outros.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[01] A presente invenção refere-se a um “Sistema de classificação e filtragem total da água pluvial captada” para fins de aproveitamento das águas pluviais. O referido sistema é capaz de adequar a capacidade de filtragem às variações de intensidade de chuva, além de classificar as águas pluviais e proteger o meio filtrante, eliminando detritos sem desperdício de água.

[02] O “Sistema de classificação e filtragem total da água pluvial captada”, doravante também referenciado como “sistema total”, é provido de meios capazes de mensurar a turbidez de um fluxo de água com base na medição da absorção de um feixe de luz, bem como a dispersão da luz, a condutividade elétrica e o “PH” deste fluxo de água, de modo a obter dados para mais bem classificar a água pluvial de acordo com o propósito de aplicação. Estes dados também são utilizados para impedir que um fluxo de água inadequada faça contato com o meio filtrante do referido sistema total.

TÉCNICA RELACIONADA

[03] Com o passar do tempo, as superfícies de captação de águas pluviais acumulam uma alta concentração de detritos tais como poeira, dejetos, restos de pequenos animais, insetos, etc. Após o início de uma chuva, essas primeiras águas pluviais coletadas estão poluídas por essas sujeiras depositadas nas superfícies de captação. Desse modo a água torna-se contaminada pelo contato com esses detritos e com essa poluição, tornando-se um líquido inadequado para uso, podendo prejudicar até a saúde humana.

[04] Em localidades que apresentam alta concentração urbana ou industrial, a atmosfera contém uma grande concentração de substâncias poluidoras em suspensão. Grande parte desta poluição atmosférica é capturada pelas águas da chuva principalmente durante os primeiros momentos de precipitação. Essa água pode ser caracterizada, dependendo do seu “pH”, como chuva ácida, a qual pode danificar o equipamento e/ou componentes, como a malha do filtro, entre outras peças.

[05] Quando há precipitação, após um período de estiagem, os primeiros fluxos de água captam também as sujeiras da atmosfera e as poeiras depositadas nas superfícies de captação. Essas sujeiras, que incluem pequenas partículas, se misturam as primeiras águas, ficando em suspensão no líquido, tornando a água desqualificada e turva.

[06] Esse tipo de água se caracteriza como turva por apresentar grande quantidade de sólidos suspensos, finamente divididos ou em estado coloidal, que deixam a água esteticamente indesejável e com uma taxa maior de micro-organismos potencialmente perigosos para saúde humana. A desinfecção desta água, para inativação de vírus e micro-organismos, é realizada com maior facilidade de acordo com o nível de turbidez, ou seja, quanto menos turva mais fácil é a desinfecção.

[07] Com a continuidade da chuva, as águas vão se tornando mais claras em virtude do tempo decorrido e/ou do aumento de intensidade de chuva, ocasionando a limpeza das superfícies de captação. Entretanto, com o aumento da precipitação meteorológica, os elementos mais pesados, como folhas, insetos e lixos, são arrastados para os sistemas de captação e reciclagem.

[08] Estes detritos de maior granulometria tendem a se acumular nos elementos filtrantes dos dispositivos de filtragem conhecidos na técnica. Com isto, há uma redução em sua capacidade de filtragem, podendo contaminar o elemento filtrante.

[09] O acúmulo de sacos plásticos, papéis e detritos de menores dimensões nas paredes dos elementos filtrantes prejudica bastante a capacidade de filtragem dos dispositivos, podendo até mesmo torná-los praticamente inoperantes. Nessas situações torna-se necessário interromper a filtragem do fluxo de águas pluviais para a limpeza ou substituição do elemento filtrante.

[010] No entanto providências corretivas resolvem em parte o problema, pois os detritos que se depositam nos elementos filtrantes no período inicial de chuva permanecerão lá, até o final da precipitação, comprometendo a capacidade de filtragem dos dispositivos de filtragem.

[011] Nessas situações, caso o acúmulo de detritos depositados nos elementos filtrantes seja muito grande, haverá um sério comprometimento na capacidade de filtragem dos dispositivos de filtragem de águas pluviais.

[012] Uma solução para este problema na técnica anterior é descartar o fluxo de águas pluviais, para realizar a limpeza dos elementos filtrantes. A desvantagem desta solução é a de desperdiçar o fluxo de água que foi desviado, que não pôde ser filtrado.

[013] Uma possibilidade para evitar esta perda, também detectado nas técnicas anteriores é o provimento de reservatórios para armazenamento temporário do fluxo de águas pluviais, enquanto os elementos filtrantes dos dispositivos de filtragem estiverem sendo limpos.

[014] Entretanto, além de aumentar o custo de instalação do sistema de captação o provimento de tais reservatórios também poderia causar problemas. O armazenamento de águas pluviais nestes reservatórios facilitaria a decantação de detritos no fundo, o que, com o tempo, tenderia a diminuir a capacidade de armazenamento. Deve ser também mencionada a possibilidade de contaminantes orgânicos, tais como restos de animais e insetos mortos, também se acumularem no fundo, o que seria indesejável.

[015] Outra alternativa detectada para o problema é usar múltiplos dispositivos de filtragem, superdimensionando o projeto de tal maneira que a insuficiência momentânea de um deles não prejudique a capacidade de filtragem do sistema de filtragem de águas pluviais.

[016] A desvantagem dessas propostas é o aumento de custo pela instalação de múltiplos dispositivos de filtragem, e a reincidência da necessidade de limpeza periódicas de elementos filtrantes.

[017] Algumas soluções para estes problemas citados acima foram propostas por meio dos pedidos de patentes de titularidade do depositante do presente pedido: “Filtro classificador e separador de água pluvial captada” (PI0805562-9); “Filtro separador e adaptador ao volume de água pluvial” (PI1016275-5); “Sistema captador classificador e separador de água pluvial (PI1004676-3); e “Dispositivo filtrante autolimpante adaptável ao volume de águas pluviais” (BR202015016115-3)”.

[018] O “Filtro classificador e separador de água pluvial captada” (PI0805562-9) tem a função de eliminar as águas turvas e não possui um filtro propriamente dito.

[019] O pedido PI1004676-3, além de eliminar águas turvas e ácidas, é adaptável às necessidades meteorológicas atuais, sendo capazes de manter seus rendimentos nas variações de intensidade de precipitação.

[020] O pedido PI1016275-5 é constituído por um elemento filtrante subdividido em três partes, sendo duas partes flexíveis conectadas à parte central (semirrígida) e que está ligada por uma haste ao topo da estrutura, também é capaz de manter seu rendimento nas variações de intensidade de precipitação.

[021] O pedido BR202015016115-3 aprimorou a sua funcionalidade com a diminuição de custos, sendo constituído de um só elemento filtrante, que é totalmente flexível e suspenso por cabos móveis. Esta característica aumenta a sua mobilidade e variedade nos tipos de movimento, respondendo mais rápido às variações do fluxo de água captada, o que resulta em uma maior e mais rápida filtragem da água captada e expulsão dos detritos.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[022] O “sistema de classificação e filtragem total da água pluvial captada” denota inventivas soluções a problemas ainda persistentes nas propostas dos pedidos citados acima de mesma titularidade (PI1016275-5; BR202015016115-3; PI1004676-3). Novidades que se traduzem como vantagens capazes de desviar a água turva e/ou contaminada antes que entre em contato com o filtro propriamente dito e aproveitar integralmente a água limpa de chuva. As suas inventivas características técnicas permitem que se adapte totalmente ao fluxo de água captada e não precise do constante fluxo de água de chuva para auto-limpar o elemento filtrante. Além disso, não precisa de regulagem no seu elemento filtrante como nas patentes citadas.

[023] Os objetos revelados nos pedidos de invenção PI1004676-3 e PI0805562-9 eram providos por um setor especial com um conjunto de componentes para a medição de turbidez, constituída por uma rede de tubulações, várias conexões, válvulas para direcionamento do fluxo de água suja e para o fluxo de água limpa, suspiros, peças eletroeletrônicas, entre outros. Por esse motivo necessitavam maior espaço físico para montagem e em consequência disto um maior custo.

[024] Os pedidos PI1004676-3 e PI0805562-9 têm diferenças na sua metodologia, porém são capazes de atender às diversas outras condições de mercado.

[025] O dispositivo responsável pela análise e classificação de água do “sistema captador classificador e separador de água pluvial” (PI1004676-3) é provido a jusante do elemento filtrante. Com isso, as primeiras águas da chuva que podem estar turvas e/ou ácidas passam primeiro pelo meio filtrante, podendo danificá-lo mais rapidamente e interferir no bom funcionamento do sistema.

[026] Os objetos revelados em PI1016275-5, BR202015016115-3 e PI1004676-3 desperdiçam uma percentagem de água para a sua auto-limpeza. Eles são regulados para atenderem um determinado ritmo de chuva. Esta regulagem tem a função de cumprir um ciclo, por exemplo, que inicia com uma chuva fraca, ascende à moderada e atinge a uma tempestade, fechando o ciclo com a mesma chuva fraca. Neste ciclo os dispositivos acima revelados filtram e eliminam detritos de uma determinada área de captação. Entretanto, haverá um ponto entre a inclinação do elemento filtrante e um determinado fluxo de água para eliminar os detritos que geram um maior desperdício de água.

[027] Objetivos e vantagens que o “sistema de classificação e filtragem total da água pluvial captada”, objeto da presente invenção, se propõem a alcançar são a seguir elencados: - ser mais eficiente e viável economicamente uma vez que exige menor quantidade de componentes, resultando em um equipamento mais versátil e menor, possibilitando adequá-lo a maior número de cenários: comercial ou residencial, de maior ou menor intensidade de precipitação, mais ou menos exposto a detritos e sujidades; - eliminar a possibilidade de acúmulo de água nas tubulações, pois não usa válvulas e sim outros meios de manobras dos fluxos de água; - proteger o elemento filtrante, aumentando sua durabilidade; - registrar maior número de informações sobre o tipo de água, resultando em maior precisão da sua classificação; - não precisar da água para a limpeza do elemento filtrante.

[028] Este sistema pode ser usado tanto na coleta de águas de chuva como em outras situações tais como nos tratamentos de mananciais e processos de reaproveitamento de água em indústrias, etc.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[029] O Sistema de classificação e filtragem total de água pluvial captada, objeto da atual invenção, compreende um arranjo específico de elementos já conhecidos da técnica, tais como: um corpo principal a semelhança de uma caixa; uma câmara de captação em sua porção inferior interna; pelo menos um duto de descarga provido na porção inferior do referido corpo principal; ainda compreende dentre seus componentes internos um dispositivo de entrada de água recolhida por uma superfície de captação; uma câmara de leitura provida de sensor; um dispositivo de filtrante de formato tubular e flexível; um duto de descarte a jusante ao dispositivo de filtrante.

[030] O referido dispositivo de entrada de água pluvial transpõe a porção superior do referido corpo principal, e a jusante conecta-se um dispositivo filtrante, seguido imediatamente por um dispositivo giratório, sendo esse conectado a um duto de descarte, o qual tem sua extremidade inferior disposta para fora do corpo principal.

[031] O dispositivo de entrada é basicamente composto por um duto de entrada capaz de suportar o volume de água direcionada por uma superfície de captação. Sua parede interior é provida de pelo menos uma câmara de leitura seguida a jusante por um anel centralizador. A extremidade inferior do referido dispositivo de entrada é afixada a extremidade superior do dispositivo filtrante.

[032] O interior da câmara de leitura é provido de um sensor de presença de água e de pelo menos mais um sensor capaz de detectar uma das seguintes funções: detecção de luz direta, detecção de luz dispersa, detecção de condutividade, detecção de PH.

[033] O dispositivo filtrante apresenta, quando o “sistema total” encontra-se no modo espera, um duto resiliente com uma configuração tubular retilínea vertical, alinhada entre a extremidade inferior do dispositivo de entrada e um bocal de entrada do referido dispositivo giratório, sendo o sentido de alinhamento paralelo ao eixo vertical central G. A extremidade inferior do dispositivo filtrante é afixada por meio de um acoplamento rotativo ao bocal de entrada do dispositivo giratório, e o dispositivo filtrante ainda é provido de pelo menos um sensor ótico na parede interna do duto resiliente que o compõe.

[034] O referido dispositivo giratório é basicamente conformado por um corpo condutor constituído por um duto que liga o bocal de entrada a um bocal de saída, sendo esse bocal alinhado ao eixo vertical central (G) do “sistema total” e desalinhado da extremidade inferior do dispositivo de entrada.

[035] O dispositivo giratório ainda apresenta interligação a um atuador, por um meio de transmissão capaz de rotar o referido dispositivo giratório em torno do eixo G, o qual passa no centro do bocal de saída.

[036] Os dados gerados pela câmara de leitura e pelo sensor ótico são transmitidos para um módulo de comando, o qual processa os dados recebidos de acordo com algoritmo pré-definido e gera sinais de controle enviados ao atuador.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[037] A Figura 1 revela em perspectiva uma visão geral do “sistema de classificação e filtragem total da água pluvial captada” com os componentes internos aparentes, e dispostos em uma posição inicial de operação e ocorrendo um fluxo de água captada em seu interior.

[038] A Figura 2 revela em perspectiva uma visão geral do “sistema de classificação e filtragem total da água pluvial captada” com os componentes internos aparentes, e se adequando ao início do processo de filtragem.

[039] A Figura 3 revela em perspectiva uma visão geral do “sistema de classificação e filtragem total da água pluvial captada” com os componentes aparentes, em posição final de filtragem.

[040] A Figura 4 revela em perspectiva uma visão geral do “sistema de classificação e filtragem total da água pluvial captada” com os componentes aparentes, e o elemento de filtragem retendo detritos.

[041] A Figura 5 revela em perspectiva uma visão geral do “sistema de classificação e filtragem total da água pluvial captada” com os componentes aparentes, e executando um ciclo de limpeza para eliminar os detritos acumulados.

[042] A Figura 6 revela em perspectiva uma visão geral do “sistema de classificação e filtragem total da água pluvial captada” com os componentes aparentes, e o elemento de filtragem apto para operar, e sem presença dos detritos, já eliminados.

[043] A Figura 7 revela em perspectiva uma visão geral do “sistema de classificação e filtragem total da água pluvial captada” com os componentes aparentes, e de volta a posição inicial, após término da precipitação.

[044] A Figura 8 revela detalhamento dos componentes da câmara de classificação.

[045] A Figura 9 revela detalhamento do anel centralizador em vista perspectiva lateral.

[046] A Figura 10 revela detalhamento do anel centralizador em vista superior.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[047] O “sistema de classificação e filtragem total da água pluvial captada” (100), objeto da presente invenção, foi desenvolvido a partir de pesquisas que visavam principalmente prover um meio eficiente de reciclar águas pluviais e que ultrapassasse todas as problemáticas detectadas na técnica anterior.

[048] O “sistema total” (100) pode ser mais bem entendido a partir da descrição dos seus componentes internos, os quais são revelados por meio da Figura 1. Os referidos componentes estão dispostos em um arranjo inicial, em modo espera, e aptos para iniciar o processo de filtragem assim que uma primeira chuva (200) seja recolhida por uma superfície de captação (201) e conduzida por um duto de alimentação (202) para o interior do “sistema total” (100).

[049] O “sistema total” (100) é constituído basicamente de um corpo principal (10), tal como uma caixa capaz de conter todos os demais componentes do “sistema total” (100) e a porção inferior interna do corpo principal (10) ainda ser capaz de coletar a água que passou pelo processo de filtragem.

[050] À porção superior do corpo principal (10) é afixado um dispositivo de entrada (20) de água pluvial. O dispositivo de entrada (20) transpõe o referido corpo principal (10) através de sua porção superior (10’), dando acesso à água recolhida pela superfície de captação (201). A referida água é conduzida pelo duto de alimentação (202) para o interior do “sistema total” (100) para iniciar o processo de classificação e filtragem.

[051] A jusante ao dispositivo de entrada (20) é conectado a um dispositivo filtrante (30), seguido imediatamente por um dispositivo giratório (40). Este é conectado a um duto de descarte (50).

[052] A porção inferior do corpo principal (10) abriga uma câmara de captação (11), a qual é provida de pelo menos um duto de descarga (12) de água limpa.

[053] Dados são coletados pelo dispositivo de entrada (20) e pelo dispositivo filtrante (30) e enviados por fios ou ondas eletromagnéticas para um módulo de comando (60), que após processamento gera sinais de comando para o dispositivo giratório (40).

[054] Os detalhamentos dos dispositivos serão mais bem descritos a seguir, em síntese à descrição da operação do “sistema total” (100).

[055] O processo de filtragem se inicia quando a chuva (200) precipita sobre a superfície de captação (201) e se mistura com poeiras. Essa água turva (200’) flui pelo duto de alimentação (202), sendo direcionada para o dispositivo de entrada (20).

[056] O referido dispositivo de entrada (20) é composto por um duto de entrada (21), dimensionado para suportar o volume de água direcionada pela superfície de captação (201) . O duto de entrada (21) é preferencialmente provido em sua parede interior de pelo menos uma câmara de leitura (22).

[057] A câmara de leitura (22) está mais bem detalhada na imagem da Figura 8. A referida câmara é constituída por um canal (23), alinhado ao fluxo de água e aberto nas duas extremidades. O canal (23) é contíguo à parede interna do duto de entrada (21). A entrada (23’) do canal (23) é preferencialmente chanfrada e provida de uma tela (24) capaz de desviar detritos maiores que possam vir carreados pelos primeiros fluxos de água do início de uma precipitação. A vazão de saída de água da câmara de leitura (22) é pelo menos 10% menor do que a vazão de entrada de fluxo de água.

[058] O interior da câmara de leitura (22) é provido de um sensor de presença de água (25’”) e pelo menos mais um sensor capaz de registrar uma das seguintes funções: detecção de luz direta; detecção de luz dispersa; detecção de condutividade; detecção de PH, geralmente empregando os seguintes sensores: - sensor ótico (25) de luz direta; - sensor ótico (25’) de luz dispersada; - sensor de condutividade (25”); - e alternativamente sensores eletroquímico e de PH (não mostrados) podem ser acrescidos.

[059] O sensor ótico de luz direta (25) e o sensor ótico de luz dispersada (25’) são capazes de fornecer dados para análise da turbidez da água. Os referidos sensores podem ser aplicados independentes ou em conjunto.

[060] O sensor ótico de luz direta (25) prevê fotorreceptor disposto de modo a captar a radiação luminosa diretamente da fonte de luz, enquanto que o sensor ótico de luz dispersada (25’) o fotorreceptor é disposto de maneira a captar a radiação espalhada. Quando se opta pela aplicação dos dois tipos, há um aumento significativo da precisão da medida.

[061] O sensor de condutividade (25”) mede a concentração total de sais dissolvidos na água. Na atualidade tem se considerado totalmente poluídos amostras que apresentem condutividade igual a 100 µS/cm. Os dados de condutividade também permitem avaliar a acidez da água, o que representa mais possibilidades de classificações/seleções da água que se está coletando e a determinação de qual será direcionada para aproveitamento.

[062] Alguns sensores da atualidade permitem realizar simultaneamente funções diversas, de modo a permitir alternativamente o acumulo de funções, e consequentemente a redução do número de sensores na detecção dos dados necessários para classificar a água.

[063] Desse modo, os dados obtidos preferencialmente por meio dos sensores referentes à presença de água, ao grau de turbidez da água, e a sua condutividade são enviados ao módulo de comando (60). O sinal de presença de água ativa o “sistema total” (100). Uma vez ativado, os demais dados serão comparados com valores pré- determinados, e a partir deles o módulo de comando (60) dará início a atuação do dispositivo giratório (40) e a filtragem e classificação da água.

[064] Os primeiros fluxos de água, devido ao seu pequeno volume e conforme pode ser visto ainda na Figura 1, passarão integralmente pelo interior da câmara de leitura (22) e continuarão descendo ao longo do restante do dispositivo de entrada (20) passando pelo anel centralizador (26).

[065] O referido anel centralizador (26) direciona a o pequeno fluxo inicial de chuva que fluiu da câmara de leitura (22) para que saia de modo centralizado da extremidade inferior (27) do dispositivo de entrada (20), e que desse modo atravesse todo o dispositivo filtrante (30), o qual se encontra totalmente alinhado na vertical, ainda em sua disposição inicial. Após atravessar dispositivo filtrante (30), sem atingir suas paredes e componentes internos, o primeiro fluxo de água penetra diretamente no dispositivo giratório (40).

[066] O anel centralizador (26), mais bem detalhado nas imagens das Figuras 9 e 10, é um componente afunilado cuja parede cônica é conformada por pelo menos três seções adjacentes (26’) e flexíveis, mantidas unidas apenas pelas bordas superiores (26”). Dessa forma as seções adjacentes (26’) podem fletir, aumentando o afastamento entre elas de modo a permitir a passagem de detritos de dimensões maiores do que o seu diâmetro menor (26’”), ou de fluxos maiores de água, retomando sua configuração cônica inicial após a passagem do detrito ou da redução do fluxo de água.

[067] A água que saiu pela extremidade inferior (27) do dispositivo de entrada (20) passa pelo centro do dispositivo filtrante (30), sem atingir seus componentes, conforme revelado na Figura 1, e alcança diretamente o dispositivo giratório (40), sendo direcionado a seguir para o duto de descarte (50), e deste para fora do “sistema total” (100).

[068] O referido dispositivo giratório (40) é basicamente conformado por um bocal de entrada (40’), inicialmente alinhado à extremidade inferior (27) do dispositivo de entrada (20), e consequentemente ao eixo vertical do dispositivo filtrante (30) - Figura 1 - e afixado a extremidade inferior desse por um acoplamento rotativo (43). Um corpo condutor (40”) do comando giratório (40), constituído por um duto que liga o bocal de entrada (40’) a um bocal de saída (40’”), sendo esse bocal alinhado ao eixo vertical central (G) do “sistema total” (100) e desalinhado à extremidade inferior (27) do dispositivo de entrada (20).

[069] O dispositivo giratório (40) é interligado a um atuador (42) por um meio de transmissão (41), o qual pode ser engrenagens, correias, eixo de transmissão ou algum outro existente na técnica, capaz de rotar o referido dispositivo giratório (40) em torno do eixo G, que passa no centro do bocal de saída (40’”). O referido atuador (42) é gerenciado por sinais emitidos pelo módulo de comando (60).

[070] O bocal de saída (40’”) é afixado por meio de um acoplamento rotativo (44) à extremidade superior do duto de descarte (50).

[071] Quando o “sistema total” (100) encontra-se em modo espera, a disposição dos componentes internos - Figura 1- apresenta-se com o dispositivo filtrante (30) em uma configuração tubular retilínea, alinhada entre a extremidade inferior (27) do dispositivo de entrada (20) e o bocal de entrada (40’) do dispositivo giratório (40), com o sentido do alinhamento paralelo ao eixo vertical central (G).

[072] Mas conforme a turbidez da água diminuiu, esta configuração retilínea modifica-se para que o elemento filtrante do dispositivo filtrante (30) inicie efetivamente sua atuação.

[073] Isso é possível, pois o dispositivo filtrante (30) é constituído por um duto resiliente (31), de parede flexível e porosa, capaz de se expandir e contrair como um fole, permitindo que adote configurações curvilíneas variadas quando suas fixações, na extremidade inferior (27) e no bocal de entrada (40’), são submetidas a um desalinhamento. Consequentemente o duto resiliente (31) intercepta o fluxo de água descendente, filtrando-a.

[074] O duto resiliente (31) pode ser constituído preferencialmente, por exemplo, de uma estrutura espiralada de aço ou polímero, recoberta por um tecido ou tela filtrante, cuja porosidade deve ser da ordem de grandeza dos menores agregados de partículas a serem retidos. Sendo recomendável que o tecido empregado como meio filtrante seja um tecido com multifilamentos, que permita pouca penetração de sólidos nos interstícios da malha.

[075] Alternativamente o duto resiliente (31) pode ser constituído exclusivamente de material polimérico, com a parede flexível e porosa, capaz de se expandir e contrair como um fole.

[076] O dispositivo filtrante (30) também prevê pelo menos um sensor ótico (32) na parede interna do duto resiliente (31), cujas leituras de dados também são enviadas ao módulo de comando (60).

[077] O referido sensor ótico monitora a concentração de uma determinada quantidade de detritos que possam ficar retidos na parede interna do duto resiliente (31) durante a filtragem da água de um ciclo de chuva. A atuação do sensor ótico (32) será mais bem explicada, mais adiante, durante a descrição dos ciclos de funcionamento do “sistema total” (100).

[078] A Figura 1 revelou o “sistema total” (100) com seus componentes internos dispostos na posição de espera, e as primeiras águas de chuva começando a descer da superfície de captação (201). Essa água flui pelo interior da câmara de leitura (22), que devido ao sensor de presença de água (25’”) ativa o “sistema total” (100), e começa a gerar dados ao passar pelos sensores óticos de luz direta (25) e de luz dispersada (25’) e o sensor de condutividade (25”).

[079] A câmara de leitura (22) pode estar alternativamente posicionada no duto de descarte (50), operando da mesma forma.

[080] Os dados são enviados ao módulo de comando (60), e por meio de um algoritmo pré-gravado classifica a água de chuva (201) que se misturou com as poeiras como água turva (201’) e, com isto, não aciona o atuador (42).

[081] Outras classificações incompatíveis e possíveis de serem detectadas pela combinação de dados gerados pelos sensores óticos de luz direta (25) e de luz dispersada (25’), sensor eletroquímico e o sensor de condutividade (25”), tal como por exemplo água ácida, podem ser pré-programadas no módulo de comando (60). Assim o duto resiliente (31) permaneceria igualmente em uma posição vertical enquanto a água não atingir uma classificação pré-selecionada, conforme pode ser observado na figura 1.

[082] O fluxo de água desclassificada por algum parâmetro pré-estabelecido tem seu curso centralizado pelo anel centralizador (26) após sair da câmara de leitura (22), e desse modo atravessa o dispositivo filtrante (30) sem atingir sua parede interior, conforme revelado na Figura 1. A seguir alcança o dispositivo giratório (40), sendo direcionado para o duto de descarte (50), e deste para fora do “sistema total” (100) com fins de descarte.

[083] Quando a água desclassificada deixa de passar pelo elemento filtrante (31) do dispositivo filtrante (30), as tramas são preservadas do excesso de impurezas em suspensão presentes nos primeiros fluxos de água, e desse modo tem a vida útil bastante aumentada, visto que este baixo fluxo de águas iniciais geralmente carregam uma alta concentração de micro impurezas capazes de contaminar mais rapidamente os elementos filtrantes.

[084] O alto grau de contaminação carreada pelo primeiro fluxo de água não se restringe a impurezas físicas, mas também patogênicas, as quais mesmo após filtragem mecânica se fossem misturadas às águas reaproveitadas necessitaria de um tratamento mais intenso e mais oneroso da água acumulada, dependendo da finalidade do consumo.

[085] No entanto, quando o fluxo de água de chuva (201) que passa pelo o sistema de coleta de águas pluviais (102) se apresenta dentro da classificação pré-programada, o módulo de comando (60) atua enviando sinal para que o atuador (42) seja acionado.

[086] A Figura 2 revela o “sistema total” (100) com seus componentes internos dispostos conforme esse segundo momento de atuação: saindo do estado de espera para o estado de operação.

[087] O módulo de comando (60) envia sinal ao atuador (42) de modo que esse acione o meio de transmissão (41), promovendo rotação do dispositivo giratório (40) e consequentemente um desalinhamento entre o bocal de entrada (40’) e a extremidade inferior (27) do dispositivo de entrada (20).

[088] O desalinhamento acarreta a alteração da configuração tubular retilínea inicial do dispositivo filtrante (30), fazendo com que o duto resiliente (31) comece a apresentar uma configuração curvilínea. O formato curvilíneo do duto resiliente (31) passa a captar o fluxo de água proveniente do dispositivo de entrada (20).

[089] A água passa a ser filtrada pela parede do duto resiliente (31), caindo direto na câmara de captação (11) da porção inferior do corpo principal (10), e depois escoa pelo duto de descarga (12) de água limpa.

[090] Neste estágio de atuação o “sistema total” (100) pode ainda permitir a descarga de uma pequena percentagem de água pelo duto de descarte (50).

[091] A Figura 3 revela o “sistema total” (100) com seus componentes internos dispostos conforme um terceiro momento de atuação: estado de operação final.

[092] Neste estágio o atuador (42) levou o dispositivo giratório (40) para o posicionamento em que o bocal de entrada (40’) e a extremidade inferior (27) do dispositivo de entrada (20) apresentam o maior afastamento horizontal possível dentro da estrutura do corpo principal (10), consequentemente o duto resiliente (31) estará em sua máxima extensão e maior área de filtragem disponível para receber grandes volumes de água.

[093] Cabe salientar que somente quando uma chuva atinge um grau de tempestade, detritos grandes ou muito grandes começam a ser arrastados da superfície de captação (201) e conduzidos por pelo duto de alimentação (202) para o interior do “sistema total” (100).

[094] Esses detritos maiores conseguem passar pelo anel centralizador (26), devido a capacidade das seções (26’) adjacentes fletirem até ficarem paralelas às paredes internas do duto de entrada (21). Esses detritos acabam retidos pelo duto resiliente (31). O acúmulo de detritos força a formação de uma alça curvilínea maior no duto resiliente (31), uma vez que a sua parede flexível é capaz de se expandir e contrair como um fole. Este cenário é revelado por meio da Figura 4.

[095] Assim a Figura 4 revela o “sistema total” (100) com seus componentes internos dispostos conforme um quarto momento de atuação: estado de operação com excesso de detritos de grande dimensão retidos.

[096] O “sistema total” (100) continua operando com o mesmo nível de desempenho, mas o acúmulo excessivo de detritos grandes, tais como folhas, pode interferir na eficiência. Por esse motivo foram previstos os sensores óticos (32) na parede interna do duto (31), que ficam continuamente enviando dados para o módulo de comando (60).

[097] Quando os dados dos sensores óticos (32) alcançarem um valor pré- determinado na configuração do módulo de comando (60), esse dará início a um ciclo de limpeza de detritos.

[098] Esse ciclo tem início com o envio pelo módulo de comando (60) de sinal ao atuador (42), de modo que esse acione o meio de transmissão (41), promovendo rotação do dispositivo giratório (40) em sentido contrário ao inicial e consequentemente o realinhamento entre o bocal de entrada (40’) e a extremidade inferior (27).

[099] Assim a Figura 5 revela o “sistema total” (100) com seus componentes internos dispostos conforme um quinto momento de atuação: operação de limpeza.

[0100] Quando o “sistema total” (100) retorna a sua configuração inicial, mesmo que por breves segundos, o duto resiliente (31) volta a apresentar uma configuração tubular retilínea vertical e alinhado paralelamente ao eixo vertical central (G), liberando os resíduos maiores para serem descarregados pelo duto de descarte (50). Mesmo que algum resquício de resíduo tendesse a ficar preso no interior do duto resiliente (31), o grande fluxo de água é capaz de arrastá-lo para fora.

[0101] O tempo de execução do ciclo de limpeza pode ser diferenciado conforme informações sobre o volume do fluxo, geradas pela câmara de leitura (22) e processadas no módulo de comando (60).

[0102] Alternativamente o módulo de comando (60) também pode promover, de forma pré-programada durante a descarga de detritos maiores, um rápido movimento de vai e vem do dispositivo giratório (40) e, consequentemente, do duto resiliente (31), quando este estiver na configuração tubular retilínea vertical do ciclo de limpeza, para garantir a liberação de todos os detritos maiores.

[0103] Após o ciclo de limpeza revelado pela Figura 5, o “sistema total” (100) retorna a sua configuração de operação, conforme revelado pela Figura 6, até que câmara de leitura (22) deixe de detectar a presença de água. Nesse momento o “sistema total” (100) volta a apresentar seus componentes internos dispostos em estado de espera, conforme revelado pela Figura 7.

[0104] Ao se optar por fabricar o duto resiliente (31) com material de menor capacidade de resiliência, pode ser necessário prover alternativamente um dispositivo de retorno (70) auxiliar - Figura 7.

[0105] O referido dispositivo de retorno consiste em um cabo (71) que tem uma de suas extremidades afixada na porção média do duto resiliente (31), um par de guias (72), preferencialmente afixadas na parede interna do corpo principal (10), as quais direcionam a outra extremidade do cabo (71) à extremidade inferior do dispositivo giratório (40), de modo que a outra extremidade do cabo (71) contorne sua parede externa, sendo enrolado ou desenrolado acompanhando o movimento de giro da referida extremidade inferior do dispositivo giratório (40).

[0106] Desse modo o dispositivo de retorno (70) auxilia a recuperação da configuração tubular retilínea vertical do dispositivo filtrante (30), para que a extremidade inferior (27) do dispositivo de entrada (20) e o bocal de entrada (40’) do dispositivo giratório (40) fiquem alinhados.

[0107] Alternativamente outras aplicabilidades podem ser somadas as funções do módulo de comando (60), o qual poderá usar uma tecnologia “sem fio” para interligar e interagir com aparelhos celulares. Assim, poderão ser usados aplicativos dedicados para receber todas as informações do “sistema total” (100), como por exemplo: os momentos de início e fim da chuva, a classificação da água que flui, a quantidade de água captada, a quantidade de vezes que houve a necessidade de limpeza, as falhas do sistema como falta de energia elétrica, entre outras informações. Além disso, o aplicativo poderá comandar e reprogramar os parâmetros de operação do algoritmo do módulo de comando (60).

[0108] As informações sobre a quantidade de água captada são monitoradas através de um sensor de fluxo de água (não mostrado nas figuras), que pode ser instalado na entrada ou na saída de água. Ele monitora junto ao módulo de comando (60) a quantidade de água captada em determinado tempo.

[0109] O “sistema total” (100) é uma nova tecnologia que tem como propósito a evolução na captação e filtragem de água de chuva. Como foi demonstrado nas explicações acima, existe uma grande vantagem do estado da técnica em relação a filtros já existentes.

[0110] Um dos principais fatores que viabiliza a proposta agora apresentada é a eliminação de vários problemas, já citados anteriormente.

[0111] Um desses problemas é a rápida contaminação do elemento filtrante devido à passagem das primeiras águas de chuva com grande carga de partículas de poeira, barro, material biológico degradado e toda espécie de micro detritos acumulados nas áreas de captações durante o período sem chuvas. Estas infinidades de tipos de micro partículas são capazes de reduzir drasticamente a vida útil do elemento filtrante dos captadores de chuva existentes no mercado a cada primeiro fluxo de cada chuva precipitada.

[0112] Outra vantagem inquestionável da invenção proposta é sua capacidade de autolimpeza, eliminando grandes detritos que só são arrastados quando o volume pluviométrico é muito grande. Em tempestades grandes detritos geralmente são arrastados da área de captação e entopem os captadores de chuva atualmente existentes, e a atual proposta também supera esta problemática.

[0113] A invenção foi aqui descrita com referência sendo feita à suas concretizações preferidas. Deve, entretanto, ficar claro que a invenção não está limitada a essas concretizações, e aqueles com habilidades na técnica irão imediatamente perceber que alterações e substituições podem ser adotadas sem fugir ao conceito inventivo aqui descrito.

[0114] Modificações podem ser introduzidas na presente invenção sem que, no entanto, se afastem do conceito inventivo da invenção, como por exemplo, a aplicação em processos de tratamento das águas dos mananciais como rios, lagos, entre outros e nos processos de tratamento nas indústrias.

[0115] Assim, alguns componentes podem ser arranjados em posições diferentes das apresentadas nos desenhos, ou das alternativas construtivas sugeridas, sem alterar o conceito da presente invenção, estando apenas limitada ao conteúdo das reivindicações que seguem.

[0116] RELAÇÃO DE COMPONENTES: chuva (200); água turva (200’); superfície de captação (201); duto de alimentação (202); "sistema total” (100); corpo principal (10); porção superior (10’); câmara de captação (11); duto de descarga (12); dispositivo de entrada (20); duto de entrada (21); câmara de leitura (22); canal (23); entrada (23’); tela (24); sensor ótico de luz direta (25); sensor ótico de luz dispersada (25’); sensor de condutividade (25”); sensor de presença de água (25’”); anel centralizador (26); seções adjacentes (26’); bordas superiores (26”); diâmetro menor (26’”); extremidade inferior (27); dispositivo filtrante (30); duto resiliente (31); sensor ótico (32); dispositivo giratório (40); bocal de entrada (40’); corpo condutor (40”); bocal de saída (40’”); meio de transmissão (41); atuador (42); acoplamento rotativo (43); acoplamento rotativo (44); duto de descarte (50); módulo de comando (60); dispositivo de retorno (70); cabo (71); guias (72).

Claims (10)

1- SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO E FILTRAGEM TOTAL DA ÁGUA PLUVIAL CAPTADA (100) que compreende um arranjo específico de elementos conhecidos da técnica, tais como: um corpo principal (10) a semelhança de uma caixa; uma câmara de captação (11) em sua porção inferior interna; pelo menos um duto de descarga (12) provido na porção inferior do referido corpo principal (10); ainda compreende dentre seus componentes internos um dispositivo de entrada (20) de água recolhida por uma superfície de captação (201); uma câmara de leitura (22) provida de sensor; um dispositivo de filtrante (30) de formato tubular e flexível; um duto de descarte (50) a jusante ao dispositivo filtrante (30), caracterizado por o dispositivo de entrada (20) de água pluvial transpor a porção superior (10’) do referido corpo principal (10); o dispositivo de entrada (20) ter conectado a jusante um dispositivo filtrante (30), seguido imediatamente por um dispositivo giratório (40) e esse ser conectado a um duto de descarte (50) o qual tem sua extremidade inferior disposta para fora do corpo principal (10); o referido dispositivo de entrada (20) ser composto por um duto de entrada (21) capaz de suportar o volume de água direcionada pela superfície de captação (201) e ser provido em sua parede interior de pelo menos uma câmara de leitura (22) seguida a jusante por um anel centralizador (26); a extremidade inferior (27) do referido dispositivo de entrada (20) estar afixado a extremidade superior do dispositivo filtrante (30); o interior da câmara de leitura (22) ser provido de um sensor de presença de água (25’”) e pelo menos mais um sensor capaz de detectar uma das seguintes funções: detecção de luz direta, detecção de luz dispersa, detecção de condutividade, detecção de PH; o dispositivo filtrante (30) apresentar, no modo espera do “sistema total” (100), um duto resiliente (31) com uma configuração tubular retilínea vertical, alinhada entre a extremidade inferior (27) do dispositivo de entrada (20) e um bocal de entrada (40’) do dispositivo giratório (40), sendo o sentido de alinhamento paralelo ao eixo vertical central G; a extremidade inferior do dispositivo filtrante (30) estar afixada por meio de um acoplamento rotativo (43) ao bocal de entrada (40’) do dispositivo giratório (40); o dispositivo filtrante (30) ser provido de pelo menos um sensor ótico (32) na parede interna do duto resiliente (31); o referido dispositivo giratório (40) ser basicamente conformado por um corpo condutor (40”) constituído por um duto que liga o bocal de entrada (40’) a um bocal de saída (40’”), sendo esse bocal alinhado ao eixo vertical central (G) do “sistema total” (100) e desalinhado da extremidade inferior (27) do dispositivo de entrada (20); dispositivo giratório (40) ainda ser interligado a um atuador (42) por um meio de transmissão (41) capaz de rotar o referido dispositivo giratório (40) em torno do eixo G, o qual passa no centro do bocal de saída (40’”); os dados gerados pela câmara de leitura (22) e pelo sensor ótico (32) serem transmitidos para um módulo de comando (60); o módulo de comando (60) processar os dados recebidos de acordo com algoritmo pré-definido e gerar sinais de controle ao atuador (42).

2- SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO E FILTRAGEM TOTAL DA ÁGUA PLUVIAL CAPTADA (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pora câmara de leitura (22) ser constituída por um canal (23), alinhado ao fluxo de água e aberto nas duas extremidades; o canal (23) ser contíguo à parede interna do duto de entrada (21); a entrada (23’) do canal (23) ser preferencialmente chanfrada e provida de uma tela (24); a vazão de saída de água da câmara de leitura (22) ser pelo menos 10% menor do que a vazão de entrada de fluxo de água; o interior da câmara de leitura (22) ser provido de sensores capazes de registrar alternativamente uma das seguintes funções: detecção de luz direta, detecção de luz dispersa, detecção de condutividade, detecção eletro- química, detecção de PH; os dados registrados pelos referidos sensores serem enviados para um módulo de comando (60).

3- SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO E FILTRAGEM TOTAL DA ÁGUA PLUVIAL CAPTADA (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado poro anel centralizador (26) ser um componente afunilado cuja parede cônica é conformada por pelo menos três seções adjacentes (26’) e flexíveis, mantidas unidas apenas pelas bordas superiores (26”); as seções adjacentes (26’) do anel centralizador (26) poderem fletir, aumentando o afastamento entre elas ao serem submetidas a esforço e retomando sua configuração cônica inicial após finalização do esforço; o anel centralizador (26) ainda ser capaz de direcionar fluxo inicial de chuva para que saia de modo centralizado da extremidade inferior (27) do dispositivo de entrada (20), e que o referido fluxo inicial atravesse todo o dispositivo filtrante (30), sem atingir suas paredes e componentes internos, até atingir diretamente o dispositivo giratório (40).

4- SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO E FILTRAGEM TOTAL DA ÁGUA PLUVIAL CAPTADA (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado poro dispositivo filtrante (30) ser constituído por um duto resiliente (31), de parede flexível e porosa, capaz de se expandir e contrair como um fole, e igualmente capaz de adotar configuração curvilínea quando seus pontos de fixações, na extremidade inferior (27) e no bocal de entrada (40’), são submetidos a um desalinhamento.

5- SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO E FILTRAGEM TOTAL DA ÁGUA PLUVIAL CAPTADA (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado poro módulo de comando (60) enviar sinal ao atuador (42) de modo que esse acione o meio de transmissão (41), e promova a rotação do dispositivo giratório (40) e o desalinhamento entre o bocal de entrada (40’) e a extremidade inferior (27) do dispositivo de entrada (20).

6- SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO E FILTRAGEM TOTAL DA ÁGUA PLUVIAL CAPTADA (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado poralternativamente o módulo de comando (60) promover, de forma pré-programada durante a descarga de detritos maiores, um rápido movimento de vai e vem do dispositivo giratório (40) e, consequentemente, do duto resiliente (31), quando este estiver na configuração tubular retilínea vertical do ciclo de limpeza.

7- SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO E FILTRAGEM TOTAL DA ÁGUA PLUVIAL CAPTADA (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado porser provido alternativamente de um dispositivo de retorno (70) auxiliar; o referido dispositivo de retorno consistir em: um cabo (71) que tem uma de suas extremidades afixada na porção média do duto resiliente (31), um par de guias (72), preferencialmente afixadas na parede interna do corpo principal (10) e capazes de direcionar a outra extremidade do cabo (71) à extremidade inferior do dispositivo giratório (40), de modo que a referida extremidade do cabo (71) contorne sua parede externa; a extremidade do cabo (71) ser enrolada ou desenrolada de modo a acompanhar o movimento de giro da referida extremidade inferior do dispositivo giratório (40).

8- SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO E FILTRAGEM TOTAL DA ÁGUA PLUVIAL CAPTADA (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado poralternativamente módulo de comando (60), poder usar uma tecnologia “sem fio” para interligar e interagir com os sensores providos na câmara de leitura (22), no duto resiliente (31) e com o atuador (42) e com aparelhos celulares.

9- SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO E FILTRAGEM TOTAL DA ÁGUA PLUVIAL CAPTADA (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado poralternativamente a câmara de leitura (22) poder estar posicionada no duto de descarte (50)

10- SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO E FILTRAGEM TOTAL DA ÁGUA PLUVIAL CAPTADA (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado poro módulo de comando (60) enviar sinal ao atuador (42) ao detectar a classificação da água parametrizada como aproveitável pelo seu algoritmo interno, e esse acionar o meio de transmissão (41), ocasionando a rotação do dispositivo giratório (40) até promover um desalinhamento horizontal máximo entre o bocal de entrada (40’) e a extremidade inferior (27) do dispositivo de entrada (20) dentro da estrutura do corpo principal (10); e o duto resiliente (31) apresentar uma configuração curvilínea capaz de interceptar o fluxo descendente de água do dispositivo de entrada (20).